商品混凝土中如何正確使用膨脹劑

【摘要】通過對工程中使用的膨脹劑的種類、性能、施工方法等技術條件的研討，在深人理解膨脹劑補償收縮的基礎上。探討了如何正確使用膨脹劑，保證補償收縮混凝土達到預期的效果的施工措施，以便通過充分利用膨脹劑對混凝土的早期收縮有較好抑制作用的技術參數(shù)，使應用補償收縮混凝土達到抗?jié)B抗裂目的

 

【關鍵詞】混凝土膨脹劑；補償收縮；鈣礬石；抗裂抗?jié)B

 

 

    在混凝土中摻入適量的膨脹劑來有效的控制混凝土裂縫是超長結構無縫設計的具體技術之一，它具有縮短工期、方便施工、效益顯著的作用，逐漸被設計施工界認可。我國目前使用的膨脹劑多以混凝土在水化硬化過程中生成具有膨脹性的鈣礬石(3CaO· Al₂O₃．3CASO₄．32Ｈ₂O)為膨脹源，對混凝土的收縮起到有效的補償，且可以使混凝土密實性得以提高，抗?jié)B、抗凍性得到明顯改善。我公司每年生產的抗裂滲、防水混凝土均采用混凝土膨脹劑作主要防水、防裂材料，有的效果很好，達到了設計和使用要求，有的不盡人意。如使用混凝土膨脹劑對防裂無效，甚至反而開裂更甚，導致混凝土的后期強度、耐久性下降等。市場上的混凝土膨脹劑品種、廠家繁多，質量、摻量、價格差異較大，因此。如何正確使用混凝土膨脹劑，是商品混凝土攪拌站應引起重視的問題，本文從混凝土膨脹劑的性能、品種、施工等角度進行探討。

 

 

    膨脹劑品種有：明礬廠膨脹劑、復合膨脹劑、鋁酸鈣膨脹劑、Ｕ型膨脹劑等，其中：明礬石膨脹劑EA—L：摻量較大，效能低，堿含量較高，對于懷疑有堿骨料反應的混凝土或對堿含量有要求的混凝土應用慎用。復合膨脹劑CEA：屬于氧化鈣一硫酸鈣類膨脹劑，以Ca(ＯH)₂和鈣礬石作為膨脹源，摻量為10％ 一12％，堿含量0．4～0．8％，屬中堿中摻；鋁酸鈣膨脹劑AEA：以鈣礬石作為膨脹源，摻量為10％～12％，堿含量0．4％一0．8％，屬中堿中摻。U型膨脹劑UEA：被工程中廣泛使用。其膨脹源也是鈣礬石，其生產工藝采用回轉窯生產的高鋁膨脹熟料。經20年研究我國UEA膨脹劑經歷了四代，它發(fā)展到現(xiàn)在的低堿低摻。

 

 

    混凝土膨脹劑的應用主要表現(xiàn)為補償收縮結構自防水、超長結構不留伸縮縫及其在大體積混凝土裂縫控制等方面。

 

 

    在混凝土中摻人適量的UFA 膨脹劑，利用膨脹劑在混凝土水化硬化過程中生成大量具有膨脹性的鈣礬石對混凝土的收縮起到有效補償，不但明顯減少混凝土的收縮，而且由于混凝土自身的膨脹作用使處于限制狀態(tài)下的混凝土密實性得以提高，明顯改善混凝土抗?jié)B性能 補償收縮混凝土結構自防水技術多用于高層地下室、地下車庫、水池和防水底板的鋼筋混凝土施工。

 

 

    UEA膨脹劑加強帶取代后澆帶(沉降縫除外)可以使得超長結構變?yōu)闊o縫設計，該方法的原理是在結構收縮應力最大的地方產生一定的膨脹應力 加強帶一般設在后澆帶處，施工時，先澆加強帶外的小膨脹混凝土，澆到加強帶時改用大膨脹混凝土，如此澆筑下去實現(xiàn)了無縫施工。在這種施工技術之前，考慮到混凝土的收縮變形，設計規(guī)范中規(guī)定每30～ 40m設一道后澆帶，60d再用膨脹混凝土填補澆灌。這樣施工麻煩，拖延工期，在防水混凝土中叉留下了滲水的隱患。

 

 

大體積鋼筋混凝土除了滿足強度、剛度、整體性等要求外，還存在由于失水和溫度變化引起的混凝土收縮開裂問題，特別溫度變化引起的冷縮比干縮更容易引起開裂。大體積混凝土內部的最高溫度是同澆灌溫度、水泥水化熱引起的溫升和混凝土的散熱速度所決定，其中主要取決于水泥水化熱、水化熱的大小取決于水泥的水化速度，所以在大體積鋼筋混凝土施工中普遍采用“三摻”技術(UEA膨脹劑、緩凝高效減水劑、粉煤灰)來控制混凝土裂縫問題，“三摻”技術在降低水泥的水化熱的同時，利用UEA膨脹劑產生的前期膨脹以補償混凝土的冷縮，后期(14～60d)微膨脹以補償千縮，有效的控制大體積混凝土裂縫問題。

 

 

    實踐表明，UEA膨脹劑在工程中的摻量并不是一成不變的，而是根據結構的長度、寬度、體量大小而確定的。一般情況下，加強帶中UEA～H的摻量可達8％ 一12％，而以加強帶為中軸線的兩邊將逐漸遞減。由中國建筑材料科學研究院研制、黑龍江省低溫建筑科學研究所中間試驗廠經銷的UEA— H摻量8％配制補償收縮混凝土時，經檢測，限制膨脹率為0．031％，摻量為12％時限制膨脹率為0．643％ ，用在綠色食品展示交易中心的多功能廳的樓板和齊齊哈爾第一醫(yī)院急門診綜合樓底板及樓板防裂施工中效果很好。

 

 

    摻膨脹劑的混凝土配合比設計與普通配合比設計過程一致，但有三點值得注意，一是，可把膨脹劑視為另一種摻合料，占混凝土體積；二是，每使用一種品種或廠家的膨脹劑必須做實驗確定摻量、強度、抗?jié)B等其它指標。質量好的膨脹劑可內摻，膨脹劑單位用量應是分別取代水泥和摻合料。但質量較差的膨脹劑最好別取代膠結料，屬外摻，可取代細骨料，混凝土強度保證率較高；三是膨脹劑與其它外加劑復合使用時，必須檢測適應性。

 

 

    摻UEA膨脹劑的混凝土檢測項目包括：抗壓強度、限制膨脹劑率和限制干縮率，有抗?jié)B要求的應做抗?jié)B試驗。摻UEA混凝土的質量檢驗與普通混凝土的主要區(qū)別是增加一項混凝土限制膨脹率，這是確保膨脹劑混凝士抗裂防滲性能的一項重要技術指標。

 

 

(1) 在表面抹壓后用塑料布覆蓋，混凝土初凝后，采用蓄水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得少于14d。

 

(2) 對墻體不易保水的拆模時間不少于3d，拆模后設水管噴淋養(yǎng)護，澆水養(yǎng)護時間不少于14d。

(3) 冬季施工時，混凝土澆筑后立即覆蓋保溫材料，養(yǎng)護時間不少于14d。

 

 

(1) 膨脹劑進入攪拌站必須索要出廠檢測報告和出廠合格證，其中重要一項是膨脹劑的堿含量值。

 

(2) 嚴格控制膨脹劑在生產過程中嚴格按配合比投料，重量誤差在2％范圍內。

 

(3) 在施工大體積膨脹混凝土時，應注意混凝土內部溫度，盡量控制混凝土內部溫度小于50℃左右，施工單位做好降溫和保溫措施，這是因為水泥水化早期生成的鈣礬石在溫度達70℃ 以上時則可能發(fā)生分解，并在內部溫度降低后，在硬化過程再次生成，這種在已硬化的水泥石中延遲生成的鈣礬石具有體積膨脹性，使混凝土結構存在隱患。

 

 

(1) 膨脹混凝土振搗必須密實，不得漏振、欠振與過振。

(2) 在終凝以前必須進行二次壓抹，防止沉縮裂縫。

 

(3) 摻膨脹劑的混凝土要特別加強養(yǎng)護，膨脹結晶鈣礬石形成需要水，補償收縮混凝土澆筑1-7d內是膨脹變形的主要階段，就應特別加強澆水養(yǎng)護，7～14d仍需濕養(yǎng)護。才能發(fā)揮混凝土的膨脹效應。

 

(4) 膨脹混凝土不宜拆模過早，因混凝土澆筑完3～4d內水化熱溫升最高，而抗拉強度很低，如果拆模過早，墻體易于開裂。因此墻體模板拆除時間宜不少于5d。

 

 

    膨脹劑在混凝土防裂滲施工中的效果已逐漸被工程界所接受，特別是對泵送混凝土易出現(xiàn)有害裂縫進行有效的預防和控制時，摻嘭脹劑措施不失為一種簡易良好的措施。但是如何正確使用混凝土的膨脹劑是混凝土攪拌站必須引起重視的問題，對膨脹劑的作用機理要認識清楚，才能正確使用。同時GB501 19～2003(混凝土外加劑應用技術規(guī)范》中的膨脹劑章節(jié)中對使用膨脹劑具有指導性，按此標準認真貫徹執(zhí)行膨脹混凝土的質量水平會有很大的提高。